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巴氏杆菌(Pasteurella multocida)引发的禽霍乱严重影响家禽业。为探究 FhaB1 在禽霍乱发病中的作用,研究人员构建fhaB1缺失突变体开展研究。结果显示,该突变体毒力未降低,表明 FhaB1 蛋白并非火鸡急性禽霍乱发病的必需因素,为禽霍乱防治研究提供新方向。
在动物健康领域,禽霍乱是家禽养殖业的一大 “杀手”,由巴氏杆菌(
Pasteurella multocida)引起,给全球家禽产业带来巨大的经济损失。此前已知巴氏杆菌能表达两种丝状血凝素(FhaB)蛋白,由
fhaB1和
fhaB2基因编码,其中 FhaB2 被证实是禽霍乱发病的重要毒力因子。但对于 FhaB1 在禽霍乱发病过程中扮演何种角色,科学界却知之甚少。为了填补这一认知空白,美国农业部农业研究服务局国家动物疾病中心的研究人员开展了深入研究。
研究人员构建了不含外源 DNA 的
fhaB1缺失突变体(Δ
fhaB1),以火鸡为模型进行实验。研究结果表明,Δ
fhaB1突变体与野生型菌株相比,无论是经鼻内还是肌肉注射感染火鸡,其毒力并未降低。这一发现颠覆了以往的认知,意味着 FhaB1 蛋白并非火鸡急性禽霍乱发病所必需。该研究成果发表在《BMC Veterinary Research》上,为深入理解禽霍乱的发病机制和防控策略提供了重要依据。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是基因工程技术,通过构建温度敏感性质粒,实现对
fhaB1基因的敲除,从而获得 Δ
fhaB1突变体;二是实时荧光定量 PCR(RT-PCR)技术,用于检测
fhaB1基因在野生型和突变体菌株中的表达情况;三是动物实验,选用 5 周龄火鸡进行感染实验,评估野生型和突变体菌株的毒力。
研究结果如下:
- ΔfhaB1突变体的构建与鉴定:利用温度敏感性质粒,成功构建巴氏杆菌 P-1059(A:3)的 ΔfhaB1突变体。经 PCR 鉴定,确认突变体构建成功,且该突变体在体外培养时与野生型菌株生长速率相似。
- 生物膜形成能力的差异:野生型和突变体菌株均能产生生物膜,但 ΔfhaB1突变体产生的生物膜量显著低于野生型菌株。这表明 FhaB1 蛋白可能与生物膜的形成有关,不过具体机制尚待进一步研究。
- fhaB1基因的表达:RT-PCR 分析证实,野生型和 ΔfhaB1突变体菌株均表达fhaB1转录本。突变体菌株在使用特定引物对时,由于基因部分缺失,呈现出与野生型菌株不同的循环阈值(Ct)值,进一步验证了基因的缺失情况。
- 毒力评估:在火鸡感染实验中,无论是肌肉注射还是鼻内接种,ΔfhaB1突变体与野生型菌株导致火鸡的死亡率和存活时间相近。这明确表明,fhaB1基因的失活并未降低巴氏杆菌对火鸡的毒力。
研究结论与讨论部分指出,与之前关于 FhaB2 的研究结果不同,FhaB1 蛋白在火鸡急性禽霍乱发病过程中并非必需。这一结论与其他研究中关于鸡的结果存在差异,可能是由于实验所用菌株、基因敲除方式以及实验动物不同所致。此外,尽管 FhaB1 在急性感染中作用不明显,但鉴于其在生物膜形成中的潜在作用,未来研究可聚焦于 FhaB1 蛋白在慢性感染中的角色,这对于全面了解禽霍乱的发病机制和制定更有效的防控策略至关重要。总的来说,该研究为禽霍乱的防治研究开辟了新的方向,有助于推动家禽养殖业健康发展。